水基铜铝拉丝油组合物及其制备方法.pdf

本发明涉及石油基润滑剂组合物及其制备方法技术领域，是一种水基铜铝拉丝油组合物及其制备方法，该水基铜铝拉丝油组合物组成为：基础油、乳化剂、辅助乳化剂、消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂。该使用方法按下述步骤进行：将水基铜铝拉丝油组合物按重量百分比配置成3％至45％的水基乳液，在铜铝拉丝过程中将该水基乳液冲淋至拉丝模腔中。本发明产品具有优良的润滑性能、极佳的光安定性和储存稳定性，成本低，冷却效果好，传热速度快，使用过程中温度升幅小，不易燃，易清洗，保证了使用环境安全。采用本产品拉制的铜丝、铝丝线形均匀，表面光亮，不易锈蚀。具备良好的紫外和储存安定性、良好的稳定性。

1.  一种水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于按原料重量百分比组成为：基础油60％至85％，主乳化剂8.0％至18.0％，辅助乳化剂2.0％至17％，消泡剂0.1％至1.0％，防锈剂0.2％至1.5％，防腐剂0.1％至1.0％，抗磨剂0.1％至1.5％；其中，辅助乳化剂为石油磺酸钠T702、油酸三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、月桂基硫酸钠、C12脂肪醇聚氧乙烯(10)醚硫酸钠、C13脂肪醇聚氧乙烯(3)醚硫酸钠、C14脂肪醇聚氧乙烯(2)醚硫酸钠、C16脂肪醇聚氧乙烯(7)醚硫酸钠、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、蓖麻油酸、妥尔油酸中的一种或两种以上乳化剂组分混合而成，基础油是馏程为280℃至500℃、100℃运动粘度为5mm²/s至15mm²/s的环烷基基础油，主乳化剂是分子量在150至500之间的环烷酸钠。

2.  根据权利要求1所述的水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于消泡剂为T901、T911、T912中的一种或两种以上混合物。

3.  根据权利要求1或2所述的水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于防锈剂为二叔丁基对甲酚、苯骈三氮唑、T701、癸二酸、月桂二酸、T746、T703、T704、T708、T711中的一种或两种以上混合物。

4.  根据权利要求1或2所述的水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于防腐剂为三丹油、2，6-二甲基吗啡啉、苯并异噻唑啉酮、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯中的一种或两种以上混合物。

5.  根据权利要求3所述的水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于防腐剂为三丹油、2，6-二甲基吗啡啉、苯并异噻唑啉酮、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯中的一种或两种以上混合物。

6.  根据权利要求1或2所述的水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于抗磨剂为硫化鲸鱼油、硫化棉籽油、硫化烯烃棉籽油、二苄基二硫、硫化异丁烯、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三异丙酯、T361、偏硼酸钠、偏硼酸钾、三硼酸钾、氯化石蜡42，氯化石蜡50和氯化石蜡52中的一种或两种以上组分混合物。

7.  根据权利要求5所述的水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于抗磨剂为硫化鲸鱼油、硫化棉籽油、硫化烯烃棉籽油、二苄基二硫、硫化异丁烯、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三异丙酯、T361、偏硼酸钠、偏硼酸钾、三硼酸钾、氯化石蜡42，氯化石蜡50和氯化石蜡52中的一种或两种以上组分混合物。

8.  一种根据权利要求1或2所述的水基铜铝拉丝油组合物的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：先将所需要量的基础油搅拌加热至50℃至60℃后，再加入所需要量的主乳化剂和辅助乳化剂，在温度为50℃至60℃的条件下搅拌30分钟至60分钟；然后加入所需要量的消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为50℃至60℃下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却到室温后即为成品。

9.  一种根据权利要求7所述的水基铜铝拉丝油组合物的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：先将所需要量的基础油搅拌加热至50℃至60℃后，再加入所需要量的主乳化剂和辅助乳化剂，在温度为50℃至60℃的条件下搅拌30分钟至60分钟；然后加入所需要量的消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为50℃至60℃下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却到室温后即为成品。

10.  一种根据权利要求7所述的水基铜铝拉丝油组合物的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：将水基铜铝拉丝油组合物按重量百分比配置成3％至45％的水基乳液，在铜铝拉丝过程中将该水基乳液冲淋至拉丝模腔中。

水基铜铝拉丝油组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油基润滑剂组合物及其制备方法技术领域，是一种水基铜铝拉丝油组合物及其制备方法和使用方法。
背景技术
铜线(丝)、铝线(丝)是电力行业输送电的主要传输导线，通常由拉拔工艺制得，即将直径较大的金属丝如钢丝通过模具孔隙，在外力作用下拉拔使其截面积缩小形成所需直径的线材。对于成型直径在1.8mm以下者，通常采用湿式拉拔法，即利用润滑油作为润滑介质的拉拔方法，该法使用水基润滑剂，不仅对铜铝坯件和模具冷却效果好，还解决了干式拉拔法采用润滑粉作润滑介质给产品带来的质量问题，拉拔出的产品表面圆润、细腻、光滑、透亮、无杂物滞留，断丝率降低，产品质量大大提高。
水基铜、铝拉丝油在拉拔丝过程中的主要作用有：(一)润滑：在拉拔金属丝过程中，铜铝坯件和模具间会产生剧烈摩擦，如无润滑剂润滑，模具将加速损毁，金属丝表面也将发生损伤甚至断裂，由于水基铜铝拉丝油配方中，含有基础油、油性剂及易于在摩擦副表面形成分子膜的良好性能的极压抗磨剂等组分，使得铜铝坯件和模具间的摩擦极大降低，不仅模具得以保护，而且产品表面光洁度提高，质量改善；(二)移热：在拉拔丝过程中，金属丝与模具间会发生摩擦，产生大量热量，如不及时将热量移除，会使工作区温度急剧上升，损毁模具，影响产品质量，同时高温易引燃油品或使油品蒸发冒烟导致现场环境恶化。采用水基铜、铝拉丝油，由于水的汽化潜热大，在水汽化的同时会使工作区温度急剧降低，从而确保了工作现场的安全。
王丽新在《铜拉丝润滑液的研制》(材料保护[J].2006，6(39)：35-37)一文中，介绍了选用7号机油为基础油，乳化剂以油酸三乙醇胺为主、石油磺酸钠，土耳其红油，聚乙烯基丁基醚为辅料进行调制，防锈剂为苯骈三氮唑，极压抗磨剂在有机硫化物、有机磷化物、有机氯化物中选用有机磷化物(烷基亚磷酸酯)，消泡剂为二甲基硅酮油，杀菌剂为三丹油；谢玉松在《国内外钢丝拉拔润滑动向》(润滑与密封[J].1994，01：57-63)一文提出用于铜、铝及其合金丝湿拉用矿物油粘度范围在1.5～2.0°E/50至10～12°E/50(50℃时测出的恩氏粘度)，添加可皂化的脂肪类物质(植物油如菜籽油，或动物油如猪油、鲸脑油)以及极压剂(硫黄、氯化物、硫氯化合物)，消菌剂一般由乙醇、酚、过氧化氢、高锰酸钾、含氯碘化合物等组成。上述文献在对水基铜、铝拉丝油的基础油性质选择上，或无具体要求，或只对其粘度作简单要求，而未针对产品润滑性能、对添加剂的感受性能、对产品光安定性及储存稳定性与基础油的选用关系作深入研究。
专利公开号为CN 101240217A的中国专利文献公开了一种微乳型金属切削液组合物，其由基础油或油性剂、混合醇胺、硼酸、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、防锈剂、铜合金缓蚀剂、杀菌防腐剂、去离子水等组成。其中，基础油或油性剂是石蜡基或环烷基矿物油(40℃粘度为9.5mm²/s)、聚a-烯烃、植物油(如色拉油)、动物油(如猪油)、合成醋类油(如季戊四醇醋、三经甲基丙烷醋等)中的一种或几种。
专利公开号为CN 101240209A的中国专利文献提供了一种多功能金属切削油组合物，包括如下组分及重量百分含量：基础油或油性剂70～95％，添加剂5～25％，抗氧化剂0.2～3％。该多功能金属切削油组合物具有优异的润滑性，抗磨性，防锈性等特点，通用性强，使用方便，广泛应用于车、钻、磨等重负荷苛刻工艺的润滑。所述基础油为矿物油，如白油(5#白油，40℃粘度为4～5mm²/s)，5厘沱(40℃粘度为25～35mm²/s，100℃粘度为5～6mm²/s)，150SN(40℃粘度为28～35mm²/s，100℃粘度为5～6mm²/s)，或植物油，如色拉油、环氧大豆油等，或动物油如猪油等；油性剂为合成醋类油，如油酸醋、椰子油酸醋、合成脂肪等中一种或几种混合。添加剂为含氯、硫的添加剂；抗氧剂为二叔丁基对甲酚、苯基-α-萘胺、苯三唑及其衍生物等其中一种或几种复配。
上述专利文献均公开的是一种金属切削用油，仅用于车、钻、磨等重负荷工艺的冷却、润滑；而本发明产品用于铜、铝拉丝，两者用途不同。
从现有文献和专利文献可以看出，现有的金属拉丝润滑技术，主要分为油基润滑技术和水基润滑技术。油基润滑剂技术，其原料为基础油、乳化剂及其它防腐、抗氧等添加剂，润滑油组合物直接使用，成本昂贵、浪费大量的石油资源，虽然具有较好的润滑作用，但是难以将金属加工过程中产生的大量的热量迅速移走，降温效果差，且润滑油不易生物降解，环境友好效益较差；水基润滑剂技术，选用溶于水的合成功能性添加剂，再添加其它抗磨剂制备成润滑液，虽然利用大比热的水可以将加工过程中产生的热量迅速移走，但是其在金属加工作业表面的成膜性能差，承载能力低，因此难以达到理想的润滑效果。
发明内容
本发明提供了一种水基铜铝拉丝油组合物及其制备方法和使用方法，克服了上述现有技术之不足，其成膜性能好、润滑效果佳、稳定性高、传热速度快、冷却效果好、易清洗、对环境友好。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种水基铜铝拉丝油组合物，其特征在于按原料重量百分比组成为：基础油60％至85％，主乳化剂8.0％至18.0％，辅助乳化剂2.0％至17％，消泡剂0.1％至1.0％，防锈剂0.2％至1.5％，防腐剂0.1％至1.0％，抗磨剂0.1％至1.5％；其中，辅助乳化剂为石油磺酸钠T702、油酸三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、月桂基硫酸钠、C12脂肪醇聚氧乙烯(10)醚硫酸钠、C13脂肪醇聚氧乙烯(3)醚硫酸钠、C14脂肪醇聚氧乙烯(2)醚硫酸钠、C16脂肪醇聚氧乙烯(7)醚硫酸钠、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、蓖麻油酸、妥尔油酸中的一种或两种以上乳化剂组分混合而成，基础油是馏程为280℃至500℃、100℃运动粘度为5mm²/s至15mm²/s的环烷基基础油，主乳化剂是分子量在150至500之间的环烷酸钠。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述消泡剂可为T901、T911、T912中的一种或两种以上混合物。T703、T704、T708、T711中的一种或两种以上混合物。
上述防腐剂可为三丹油、2，6-二甲基吗啡啉、苯并异噻唑啉酮、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯中的一种或两种以上混合物。
上述抗磨剂可为硫化鲸鱼油、硫化棉籽油、硫化烯烃棉籽油、二苄基二硫、硫化异丁烯、磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三异丙酯、T361、偏硼酸钠、偏硼酸钾、三硼酸钾、氯化石蜡42，氯化石蜡50和氯化石蜡52中的一种或两种以上组分混合物。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种上述水基铜铝拉丝油组合物的制备方法按下述步骤进行：先将所需要量的基础油搅拌加热至50℃至60℃后，再加入所需要量的主乳化剂和辅助乳化剂，在温度为50℃至60℃的条件下搅拌30分钟至60分钟；然后加入所需要量的消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为50℃至60℃下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却到室温后即为成品。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：本发明产品用作拉拔铜、铝线材的润滑、降温油水乳液，一种上述水基铜铝拉丝油组合物的使用方法按下述步骤进行：将水基铜铝拉丝油组合物按重量百分比配置成3％至45％的水基乳液，在铜铝拉丝过程中将该水基乳液冲淋至拉丝模腔中，从而起到润滑、抗磨、冷却和防锈的作用。
本发明产品具有优良的润滑性能、极佳的光安定性和储存稳定性，成本低，冷却效果好，传热速度快，使用过程中温度升幅小，不易燃，易清洗，保证了使用环境安全。采用本产品拉制的铜丝、铝丝线形均匀，表面光亮，不易锈蚀。与现有技术相比，由于所用基础油为水基铜铝拉丝油组合物特定馏程和粘度范围的环烷基馏分油，在结构上具备特定的环烷基、单环芳烃、多环芳烃和相应的支化度，正是这种特殊的分子结构使得本发明的水基铜、铝拉丝油组合物具备良好的润滑性能和对添加剂良好的感受性能；馏程为280～500℃，该馏程范围的环烷基基础油保证了本基础油合理的分子量分布；100℃运动粘度为5～15mm²/s，该粘度范围的环烷基基础油具备适宜的粘度和优异的粘温性能，使得本发明的水基铜铝拉丝油组合物具备良好的润滑性能和良好的流动性能；本发明的水基铜铝拉丝油组合物具备良好的紫外和储存安定性，水基铜铝拉丝油组合物及其油水乳液储存3个月无分层和浑浊，表明本发明的水基铜铝拉丝油组合物紫外和储存安定性极佳；主乳化剂环烷酸钠是与相应环烷基基础油中环烷烃结构相似的环烷酸所制备，由于其化学结构相似又具备合理的亲油基团和极性基团，所以表现出与基础油相溶性好，能够很好的解决环烷基馏分油的油水乳化问题，使得本发明水基铜铝拉丝油组合物具备良好的稳定性；防锈剂的加入可在金属表面形成一层保护膜，从而防止设备及铜铝丝的锈蚀。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至50℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为55℃的条件下搅拌45min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成45％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例2，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至55℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为60℃的条件下搅拌40min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配制成20％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例3，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至50℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为50℃的条件下搅拌60min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为50℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成12％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例4，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至60℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为60℃的条件下搅拌30min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成30％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例5，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至56℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为56℃的条件下搅拌50min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为58℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成38％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例6，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至55℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为60℃的条件下搅拌35min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成3％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例7，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至60℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为60℃的条件下搅拌30min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成5％的拉丝油水乳液的性能评定如下表：

实施例8，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至50℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为50℃的条件下搅拌60min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为55℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成18％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例9，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至55℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为58℃的条件下搅拌50min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成26％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例10，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至50℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为60℃的条件下搅拌45min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成25％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例11，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至50℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为60℃的条件下搅拌45min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成5％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

实施例12，该水基铜铝拉丝油组合物按原料重量百分比组成为：

具体制备方法为：先将基础油加入反应器内，搅拌并加热至50℃后，加入主乳化剂、辅助乳化剂，在温度为60℃的条件下搅拌45min；再加入消泡剂、防锈剂、防腐剂和抗磨剂，在温度为60℃的条件下搅拌至完全溶解，停止加热待冷却后即为成品。
将上述成品拉丝油配置成15％的拉丝油水乳液后的性能评定如下表：

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和较佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。